COMBUSTION ENGINES - ptnss

More documents

Recommendations

Info

Badania eksperymentalne i modelowe procesu roboczego benzynowego silnika HCCI z wewnętrzną recyrkulacją spalin Fig. 5. Temperature calculated as at the opening of the intake valve (T(IVO)) as a function of air excess coefficient (l) and exhaust gas recirculation rate (EGR) Rys. 5. Obliczona temperatura w chwili otwarcia zaworu dolotowego (T(OZD)) jako funkcja współczynnika nadmiaru powietrza (l) i współczynnika recyrkulacji spalin (EGR) Fig. 5 presents the temperature in the cylinder as at the intake valve opening. The highest values are found in the range of slightly lean mixtures and for the smallest angle of negative valve overlap used during experimental tests equaling 157 °C.A. The engine operation was not possible for smaller angles of negative valve overlap. Simulation calculation results showed that further increase of the amounts of recirculated exhaust gas caused a decrease in the temperature at the start of intake. This results from an increased share of the thermal losses during negative valve overlap and little amount of hot exhaust gas recirculated. The maximum values of the temperature of intake valve closing (Fig. 6) are found within the exhaust gas recirculation rate and air excess coefficient close to values for which the earliest angle of self-ignition (Fig. 3) was observed. However, experimental test results showed that the earliest self-ignition occurs for slightly lower amounts of recirculated exhaust gas than the range for which the temperature of start of the compression is maximum. An increase in the angle of negative valve overlap causes a decrease in the thermodynamic compression ratio. Moreover, considerable amount of exhaust gas in the mixture leads to a decrease in the heat capacity ratio, which also results in a decrease in the temperature of the end of compression. zwiększonego udziału strat cieplnych w czasie ujemnego współotwarcia zaworów przy małej ilości recyrkulowanych gorących spalin. Maksymalne wartości temperatury zamknięcia zaworu dolotowego (rys. 6) występują w zakresie współczynnika recyrkulacji spalin oraz współczynnika nadmiaru powietrza zbliżonych do tych, przy których zaobserwowano najwcześniejszy kąt samozapłonu (rys. 3). Wyniki badań eksperymentalnych wykazały jednak, że najwcześniejszy samozapłon występuje przy nieco mniejszych ilościach recyrkulowanych spalin, niż zakres, w którym występuje maksimum temperatury początku sprężania. Zwiększanie kąta ujemnego współotwarcia zaworów powoduje obniżenie termodynamicznego stopnia sprężania. Ponadto znaczna ilość spalin w mieszaninie jest przyczyną zmniejszenia wykładnika adiabaty, co skutkuje także zmniejszeniem temperatury końca sprężania. Współczynnik nadmiaru powietrza, choć determinuje temperaturę spalin, w mniej istotny sposób wpływa na temperaturę początku sprężania niż fazy rozrządu. Zmiany temperatury zatrzymywanych w cylindrze spalin kompensowane są zmianami ich gęstości. W związku z tym ulega zmianie również ilość spalin zatrzymywanych w cylindrze oraz ilość zasysanego powietrza. Fig. 6. Temperature calculated as at closing of the intake valve (T(IVC)) as a function of air excess coefficient (l) and exhaust gas recirculation rate (EGR)) Rys. 6. Obliczona temperatura w chwili zamknięcia zaworu dolotowego (T(ZZD)) jako funkcja współczynnika nadmiaru powietrza (l) i współczynnika recyrkulacji spalin (EGR) 8 COMBUSTION ENGINES, No. 1/2013 (152)
Experimental and modeling study of the gasoline HCCI engine with internal gas recirculation Although the air excess coefficient determines the exhaust gas temperature, it affects the temperature of the start of compression less significantly than the valve timing. A change in the temperatures of the exhaust gas retained in the cylinder is compensated by the changes in the density of the same. Therefore, the amount of exhaust gas retained in the cylinder and the amount of intake air also change. 5. Conclusions This study presents experimental and simulation test results for a working cycle of a gasoline engine operating in the HCCI mode. The internal gas recirculation obtained from negative valve overlap was used for the increase in the temperature of the working medium. The following important conclusions result from the tests: 1. In order to enable engine operation in the HCCI mode, an equilibrium between the amount of exhaust gas retained in the cylinder, temperature of the exhaust gas and the amount and temperature of the intake air has to be maintained. 2. The attainable range of engine operation in the HCCI mode is limited by the temperature value as of closing of the intake valve (the temperature changes within a small range). 3. The temperature of the closing of the intake valve results from the energy balance of the charge exchange process. In order to maintain an appropriate course of the charge exchange, it is necessary to select appropriate valve timing and valve lifts. 5. Wnioski W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych oraz symulacyjnych cyklu roboczego benzynowego silnika pracującego w trybie HCCI. Do podniesienia temperatury czynnika roboczego wykorzystano wewnętrzną recyrkulację spalin uzyskaną dzięki ujemnemu współotwarciu zaworów. Z przeprowadzonych badań wynikają ważne wnioski: 1. Aby możliwa była praca silnika w trybie HCCI, musi być zachowana równowaga pomiędzy ilością spalin zatrzymywanych w cylindrze, ich temperaturą a ilością i temperaturą zasysanego powietrza. 2. Osiągalny zakres pracy silnika w trybie HCCI jest ograniczony wartością temperatury w chwili zamknięcia zaworu dolotowego, która zmienia się w niewielkich granicach. 3. Temperatura zamknięcia zaworu dolotowego wynika z bilansu energetycznego procesu wymiany ładunku. Aby zachować właściwy przebieg wymiany ładunku, konieczny jest odpowiedni dobór faz rozrządu oraz wzniosu zaworów. Bibliography/Literatura [1] Hunicz J., Kordos P.: An experimental study of fuel injection strategies in CAI gasoline engine. Experimental Thermal and Fluid Science, vol. 35, pp. 243-252, 2011. [2] Hunicz J., Kordos P.: Experimental study of the gasoline engine operated in spark ignition and controlled auto-ignition combustion modes, SAE Technical Paper 2009-01-2667, 2009. [3] Kozaczewski W.: Zmienne fazy rozrządu – nowe rozwiązania i silnik badawczy do badania ich wpływu. Journal of KONES Combustion Engines, vol. 8, No 3-4, pp. 182-187, 2001. [4] Najt P., Foster D.E.: Compression-ignited homogeneous charge combustion, SAE Technical Paper 830264, 1983. [5] Noguchi M., Tanaka Y., Tanaka T., Takeuchi Y.: A Study on gasoline engine combustion by observation of intermediate reactive products during combustion, SAE Technical Paper 790840, 1979. [6] Stanglmaier R.H., Roberts Ch.E.: Homogeneous charge compression ignition (HCCI): benefits, compromises, and future engine applications, SAE Technical Paper 1999-01-3682, 1999. [7] Wildman C., Scaringe R.J., Cheng W.K.: On the maximum pressure rise rate in boosted HCCI operation, SAE Technical Paper 2009-01-2727, 2009. [8] Wilson T.S., Xu H., Richardson S.: An experimental study of combustion initiation and development in an optical HCCI engine, SAE Technical Paper 2005-01-2129, 2005. [9] Yao M., Zheng Z., Liu H.: Progress and recent trends in homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines, Progress in Energy and Combustion Science, vol. 35, pp. 398-437, 2009. Jacek Hunicz, DSc., DEng. – doctor in the Faculty of Mechanical Engineering at Lublin University of Technology. Dr hab. inż. Jacek Hunicz – adiunkt na Wydziale Mechanicznym Politechniki Lubelskiej. e-mail: j.hunicz@pollub.pl Michał Gęca, MEng. – post-graduated student in the Faculty of Mechanical Engineering at Lublin University of Technology. Mgr inż. Michał Gęca – doktorant na Wydziale Mechanicznym Politechniki Lubelskiej. e-mail: michal.geca@pollub.pl COMBUSTION ENGINES, No. 1/2013 (152) 9
Page 1: 1/2013 (152) COMBUSTION ENGINES SIL
Page 4 and 5: Contents/Spis treści Contents/Spis
Page 6 and 7: Badania eksperymentalne i modelowe
Page 8 and 9: Badania eksperymentalne i modelowe
Page 12 and 13: Wahaczowy mechanizm korbowo-tłokow
Page 30 and 31: Rozwój aparatury i metod badawczyc
Page 44 and 45: Analiza procesu spalania w przemys
Page 54 and 55: Odporność korozyjna stali zaworow
Page 60 and 61:
Eksploatacja przemysłowa biogazowe
Page 62 and 63:
Page 64 and 65:
Page 66 and 67:
Page 68 and 69:
Page 70 and 71:
Page 72 and 73:
Page 74 and 75:
Jednocylindrowy silnik optyczny w b
Page 76 and 77:
Page 78 and 79:
Page 80 and 81:
Page 82 and 83:
Wpływ bio-depolimerowych komponent
Page 84 and 85:
Page 86 and 87:
Page 88 and 89:
Page 90:
show all

COMBUSTION ENGINES - ptnss

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?